摘要:隨著新能源汽車的發展壯大,整車電力電子技術應用更為廣泛,且高功率大電流的高壓零部件在整車的應用日益普遍;因而,相比于傳統車輛,新能源汽車的整車電磁兼容問題日益突出。為使中國汽車電磁兼容認證法規與國際有效接軌,促進中國汽車產品質量的提升機國際化,近期我國制定并頒布了整車電磁兼容性強制性國家標準GB 34660-2017,本文則通過詳細對比GB 34660-2017與GB 14023-2011的技術差異,分析當前我國整車電磁兼容的主要技術要求及當前標準存在的問題。
1 引言
隨著全球對新能源汽車的推廣,近年各類新能源汽車零部件技術和整車技術不斷發展。其中,動力電池、電驅動系統、DC/DC、電動助力轉向油泵的DC/AC控制器、電動打氣泵的DC/AC控制器等高壓大電流零部件的增加,使得整車電磁兼容問題日益突出。
同時,伴隨電力電子行業的不斷發展,各類高壓大電流及控制電路的應用日益廣泛,空間電磁環境逐漸惡化,對整車電磁抗擾性的要求越來越高。但是,我國汽車產品電磁兼容認證一直只關注電磁發射的要求,對與汽車安全性能息息相關的電磁抗擾性尚無具體的法規要求,即我國整車電磁兼容法規有待進一步完善。
隨著全球化的進程,國際上不斷制定并完善關于電磁兼容性方面車輛認證的統一規定的法規。為使我國的汽車電磁兼容認證和國際有效接軌,促進中國汽車產品的質量提升以及國際化,滿足我國汽車出口量不斷增加需求,中國需要制定更加完善的整車電磁兼容法規。
綜合以上三方面分析,我國制定并發布更加完善并適應國際要求的電磁兼容法規GB 34660-2017,以替代原整車電磁兼容性強制性國家標準GB 14023-2011。GB 34660-2017于2017年11月1日發布,2018年1月1日實施,同時在標準實施日期的基礎上建議:1)新定型車,自標準實施日之后的24個月后(即2020年1月1日)開始實施;2)在生產車,自標準實施日之后的36個月后(即2021年1月1日)開始實施。
首先,本文詳細分析了GB 34660-2017對整車測試具體要求。其次,本文對比了GB 34660-2017和GB 14023-2011具體區別。基于以上兩方面的分析,本文同時指出了GB 34660-2017中仍然存在的問題,以便于汽車電子設計工作者改進產品的電磁兼容性能。
2 GB 34660-2017主要測試項目
GB 34660-2017標準與ECE R10.03法規的主體框架、測試項目、測試方法、要求均一致;同時,GB 34660-2017標準結合了各國標、國際標準和歐標的要求,主體分為整車和零部件兩部分的測試規范。本文重點對整車電磁兼容性要求進行分析。
首先,對于整車測試項目,GB 34660-2017同時適用于傳統車和新能源車,主要測試項目包括車輛寬帶發射、車輛窄帶發射、車輛抗擾度。此三個整車電磁兼容性測試項目的參考標準見表1。相比于GB 14023-2011標準,GB 34660-2017標準的整車測試項目增加了整車電磁抗擾度測試,有效降低了因環境電磁干擾引起的車輛行駛安全隱患;且車輛寬帶發射測試明確要求采用準峰值測量方法。
表1GB34660-2017整車測試項目參考依據
其次,相比于GB 14023-2011標準,GB 34660-2017標準還強制增加了零部件的電磁兼容性能的測試要求。零部件的電磁兼容測試項目及參考標準見表2。
表2GB34660-2017零部件測試項目參考依據
3 GB 34660-2017與GB14023-2011整車發射測試技術對比
首先,從標準的適用范圍來看,GB14023-2011適用于車輛、船、以及帶驅動機的裝置,而GB34660-2017僅適用于車輛。
其次,從限值的要求、帶寬的設定等方面,GB14023-2011具有多種選擇,是一個通用的標準;而GB 34660-2017作為產品標準,是明確規定了這些具體的設置,更具備產品標準的可操作性。并且,GB 34660-2017的限值要求比GB14023-2011更嚴格。具體對比情況詳見表3。
再次,在車輛的電磁發射測試試驗中,兩標準規定的車輛運行狀態、天線位置、數據處理和分析、評定方法等方面存在不同,詳細對比分析見表4。其中,GB 34660-2017規定的樣車工作狀態比GB14023-2011更全面,更合理;同時,表4分析指出了GB 34660-2017仍然存在的問題。
表3GB34660-2017與GB 14023-2011整車發射限值要求對比
表4GB34660-2017與GB 14023-2011整車發射測量方法對比
4 GB 34660-2017整車抗擾試驗
相比于GB14023-2011,GB 34660-2017新增了整車抗擾試驗的相關規定,以考察和電磁安全相關的功能。
整車抗擾測試時,車輛狀態及失效判定準則見表5。表5詳細列出了車輛在抗擾測試時各個零部件的工作狀態,及具體準確的失效判定準則,為測試的開展提供了明確的依據。
同時,GB 34660-2017明確規定了抗擾測試中為建立場強確定的參考點應滿足的要求、在測試頻段20MHz~2000MHz內天線的極化方向(垂直極化)和實驗信號的調制方式、場強標定方法等內容。
因此,對于整車的抗擾性測試,GB 34660-2017提供了一個十分明確且全面的測試依據。
表5 車輛抗擾試驗條件和失效判定準則
5 GB 34660-2017存在的問題及建議
通過以上內容的對比分析,相比于通用標準GB14023-2011,GB 34660-2017具備更加全面的整車電磁兼容測試項目,更加嚴格的測試要求;即滿足GB 34660-2017的測試要求后,不需再提供GB14023-2011相關測試項目的測試報告。但是,正如第3部分的表4中所述,GB 34660-2017對寬帶發射和窄帶發射測試項目的車輛運行狀態和天線測試位置的規定不夠細致明確。
首先,對于寬帶發射測試項目中車輛狀態,本文建議對于驅動系統(發動機、電動機、混合動力車型的發動機和電動機)的運行狀態可參考GB14023-2011的相關規定。同時,明確其他電器系統的具體工作狀態,例如位置燈、前后霧燈、近光燈、危險報警燈是否工作;組合儀表背光的亮度;前雨刮工作速度;收音機頻率及音量;空調工作狀態(制冷或制熱、溫度、風速,循環模式,氣流模式等);駕駛員座椅位置狀態、電動車窗位置、是否系安全帶、中控車門是否鎖閉。
其次,對于窄帶發射測試項目中車輛狀態,在滿足GB 34660-2017相關規定的同時,也應明確其他電器系統的具體工作狀態,例如位置燈、前后霧燈、近光燈、危險報警燈是否工作;組合儀表背光的亮度;前雨刮工作速度;收音機頻率及音量;空調工作狀態(制冷或制熱、溫度、風速,循環模式,氣流模式等);駕駛員座椅位置狀態、電動車窗位置、是否系安全帶、中控車門是否鎖閉。
再次,對于寬帶發射和窄帶發射測試項目中天線的具體布置位置,本文提出兩個建議:(1)采用GB14023-2011的規定,即天線位于車輛的左側和右側分別以水平極化和垂直極化的方式測量,且發動機或驅動電機中心在天線中點的法線上。(2)采用GB/T 18387-2017的規定,即天線位于車前和車后位置,并位于車輛的中心線上;天線位于車輛左、右位置,并位于前、后軸之間中線上。
6 結論
本文在分析了國家強制性整車電磁兼容標準GB 34660-2017測試內容及依據的基礎上,詳細對比了GB 34660-2017和被替代的GB14023-2011之間的具體區別;同時,本文指出了GB 34660-2017仍然存在的一些問題,并給出了相關建議。
希望本文對于汽車電子設計工作者改進產品的電磁兼容性能,汽車測試工程師順利開展整車電磁兼容測試工作提供一定的幫助。
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原文標題:20180831---GB 34660-2017整車電磁兼容技術探討
文章出處:【微信號:EMC_EMI,微信公眾號:電磁兼容EMC】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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